正航A3系列產(chǎn)品在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應(yīng)用方案
本文介紹了使用正航A3在冶金行業(yè)鋼卷包裝線中的應(yīng)用。通過MODBUS總線通訊，利用A3實現(xiàn)較為復(fù)雜的程序控制和通訊控制，以低成本實現(xiàn)了在冶金行業(yè)中的高效應(yīng)用。
本機(jī)組為半自動標(biāo)準(zhǔn)包裝作業(yè)線。此條包裝生產(chǎn)線同時接受2條重卷剪切線的鋼卷進(jìn)行包裝，A3設(shè)置在重卷線附近，作為DCS的一個從站用于控制與重卷線的接口部分設(shè)備，在包裝線停產(chǎn)的時候，可以對重卷線生產(chǎn)出來的鋼卷進(jìn)行稱重，并進(jìn)行簡包裝后由吊車直接吊走。
一、控制對象
控制對象為：入口傳卷車、1、2#電子秤、入口步進(jìn)梁。
二、控制功能描述：
在本系統(tǒng)中A3-C4003AR主要用來與計算機(jī)通訊、數(shù)據(jù)采集、高速計數(shù)、與DCS連接作為MODBUS從站進(jìn)行通訊、控制比例調(diào)速閥實現(xiàn)曲線控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制。
i. 現(xiàn)場傳感器的I/O信號檢測及現(xiàn)場I/O點的控制。
ii. 檢測編碼器的信號，實現(xiàn)高數(shù)計數(shù)用來控制傳卷車的精確定位。
iii. 作為MODBUS從站
本機(jī)組為半自動標(biāo)準(zhǔn)包裝作業(yè)線。此條包裝生產(chǎn)線同時接受2條重卷剪切線的鋼卷進(jìn)行包裝，A3設(shè)置在重卷線附近，作為DCS的一個從站用于控制與重卷線的接口部分設(shè)備，在包裝線停產(chǎn)的時候，可以對重卷線生產(chǎn)出來的鋼卷進(jìn)行稱重，并進(jìn)行簡包裝后由吊車直接吊走。
一、控制對象
控制對象為：入口傳卷車、1、2#電子秤、入口步進(jìn)梁。
二、控制功能描述：
在本系統(tǒng)中A3-C4003AR主要用來與計算機(jī)通訊、數(shù)據(jù)采集、高速計數(shù)、與DCS連接作為MODBUS從站進(jìn)行通訊、控制比例調(diào)速閥實現(xiàn)曲線控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制。
i. 現(xiàn)場傳感器的I/O信號檢測及現(xiàn)場I/O點的控制。
ii. 檢測編碼器的信號，實現(xiàn)高數(shù)計數(shù)用來控制傳卷車的精確定位。
iii. 作為MODBUS從站
iv. 利用RS485與計算機(jī)通訊，將稱重數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中。
v. 實現(xiàn)比例調(diào)速閥的曲線控制，控制步進(jìn)梁的緩起緩?fù)：途_到位。
三、軟件編程
PLC的軟件共分為8個模塊，分別為主程序塊、系統(tǒng)復(fù)位程序、數(shù)據(jù)傳輸程序、傳卷車控制程序、步進(jìn)梁狀態(tài)檢測程序、步進(jìn)梁手動控制程序、步進(jìn)梁自動啟動程序、比例閥曲線控制函數(shù)程序。
i. 主程序塊實現(xiàn)各個功能模塊程序的滿足條件時候調(diào)用，并通過RS485通訊實時向上位計算機(jī)中傳送鋼卷的重量信息數(shù)據(jù)。
ii. 系統(tǒng)復(fù)位程序主要在系統(tǒng)啟動時候設(shè)置高數(shù)計數(shù)的模式選擇和與上位機(jī)通訊端口的模式設(shè)置。
iii. 數(shù)據(jù)傳輸程序主要將A3的各個控制點和設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ODBUS主站中，用于MCGS畫面中的狀態(tài)顯示和故障診斷。并且接受由主站傳輸過來的控制信號和電子秤的實時重量數(shù)據(jù)。
iv. 傳卷車的控制程序通過檢測編碼器的值和現(xiàn)場的定位傳感器用來實現(xiàn)傳卷車的運行控制和精確定位，定位精度為±1mm，將控制信號傳輸?shù)組ODBUS主站中，通過主站控制變頻器實現(xiàn)傳卷車的緩起緩?fù)：偷轿恢苿泳_定位的控制。
v. 步進(jìn)梁狀態(tài)檢測程序用于鎖定步進(jìn)梁的當(dāng)前運行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)危險急?；蛘咭驗椴僮髡哒`操作使步進(jìn)梁處于中間位置，傳感器不能檢測到信號的時候，只能復(fù)位到0位才能進(jìn)行正常操作。而有了運行狀態(tài)，步進(jìn)梁不需要復(fù)位到0位，也不會導(dǎo)致由于復(fù)位時候手動操作不慎可能帶來的危險。步進(jìn)梁的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)可以用來在MCGS畫面中模擬現(xiàn)場的動態(tài)運行畫面。
vi. 步進(jìn)梁手動程序用于在手動狀態(tài)下操作者進(jìn)行操作，及在自動操作模式下自動觸發(fā)信號產(chǎn)生的情況下能夠根據(jù)現(xiàn)場的需求控制步進(jìn)梁按照生產(chǎn)情況進(jìn)行相應(yīng)動作，滿足工藝生產(chǎn)要求。
vii. 步進(jìn)梁自動啟動程序用于在自動狀態(tài)下，滿足條件時候的自動觸發(fā)，如當(dāng)傳卷車把鋼卷傳輸?shù)讲竭M(jìn)梁入口端，步進(jìn)梁會自動將鋼卷舉升起來，然后控制傳卷車自動駛離步進(jìn)梁的安全區(qū)域，然后控制步進(jìn)梁自動將鋼卷向前傳輸一個工位。
viii. 比例閥曲線控制函數(shù)程序用于利用PLC系統(tǒng)的循環(huán)周期時間，控制模擬量輸出按照線性函數(shù)或正弦曲線函數(shù)關(guān)系來控制比例閥的輸出控制步進(jìn)梁的緩起緩?fù)?，既能夠保護(hù)設(shè)備的長久使用，同時MODBUS主站中，通過主站控制變頻器實現(xiàn)傳卷車的緩起緩?fù)：偷轿恢苿泳_定位的控制。
v. 步進(jìn)梁狀態(tài)檢測程序用于鎖定步進(jìn)梁的當(dāng)前運行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)危險急停或者因為操作者誤操作使步進(jìn)梁處于中間位置，傳感器不能檢測到信號的時候，只能復(fù)位到0位才能進(jìn)行正常操作。而有了運行狀態(tài)，步進(jìn)梁不需要復(fù)位到0位，也不會導(dǎo)致由于復(fù)位時候手動操作不慎可能帶來的危險。步進(jìn)梁的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)可以用來在MCGS畫面中模擬現(xiàn)場的動態(tài)運行畫面。
vi. 步進(jìn)梁手動程序用于在手動狀態(tài)下操作者進(jìn)行操作，及在自動操作模式下自動觸發(fā)信號產(chǎn)生的情況下能夠根據(jù)現(xiàn)場的需求控制步進(jìn)梁按照生產(chǎn)情況進(jìn)行相應(yīng)動作，滿足工藝生產(chǎn)要求。
vii. 步進(jìn)梁自動啟動程序用于在自動狀態(tài)下，滿足條件時候的自動觸發(fā)，如當(dāng)傳卷車把鋼卷傳輸?shù)讲竭M(jìn)梁入口端，步進(jìn)梁會自動將鋼卷舉升起來，然后控制傳卷車自動駛離步進(jìn)梁的安全區(qū)域，然后控制步進(jìn)梁自動將鋼卷向前傳輸一個工位。
viii. 比例閥曲線控制函數(shù)程序用于利用PLC系統(tǒng)的循環(huán)周期時間，控制模擬量輸出按照線性函數(shù)或正弦曲線函數(shù)關(guān)系來控制比例閥的輸出控制步進(jìn)梁的緩起緩?fù)?，既能夠保護(hù)設(shè)備的長久使用，同時避免由于到位直接停止，形成的沖擊造成可能存在的潛在危險。
四、結(jié)束語
在本作業(yè)線中充分利用A3的功能優(yōu)勢，實現(xiàn)高數(shù)計數(shù)、模擬量控制、RS485通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)认鄬?fù)雜的功能，充分發(fā)揮了A3的控制和通訊能力。本作業(yè)線是用于武鋼冷軋薄板廠新建電工鋼切邊分卷機(jī)組生產(chǎn)的成品卷包裝。A3控制的相關(guān)設(shè)備作為此條生產(chǎn)線的入口工藝設(shè)備，保證了系統(tǒng)可靠高效的運行，既可以滿足整體生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)要求，亦可以在簡包裝的情況下的重卷線的生產(chǎn)不受包裝線停產(chǎn)的影響。
v. 實現(xiàn)比例調(diào)速閥的曲線控制，控制步進(jìn)梁的緩起緩?fù)：途_到位。
三、軟件編程
PLC的軟件共分為8個模塊，分別為主程序塊、系統(tǒng)復(fù)位程序、數(shù)據(jù)傳輸程序、傳卷車控制程序、步進(jìn)梁狀態(tài)檢測程序、步進(jìn)梁手動控制程序、步進(jìn)梁自動啟動程序、比例閥曲線控制函數(shù)程序。
i. 主程序塊實現(xiàn)各個功能模塊程序的滿足條件時候調(diào)用，并通過RS485通訊實時向上位計算機(jī)中傳送鋼卷的重量信息數(shù)據(jù)。
ii. 系統(tǒng)復(fù)位程序主要在系統(tǒng)啟動時候設(shè)置高數(shù)計數(shù)的模式選擇和與上位機(jī)通訊端口的模式設(shè)置。
iii. 數(shù)據(jù)傳輸程序主要將A3的各個控制點和設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ODBUS主站中，用于MCGS畫面中的狀態(tài)顯示和故障診斷。并且接受由主站傳輸過來的控制信號和電子秤的實時重量數(shù)據(jù)。
iv. 傳卷車的控制程序通過檢測編碼器的值和現(xiàn)場的定位傳感器用來實現(xiàn)傳卷車的運行控制和精確定位，定位精度為±1mm，將控制信號傳輸?shù)組ODBUS主站中，通過主站控制變頻器實現(xiàn)傳卷車的緩起緩?fù)：偷轿恢苿泳_定位的控制。
v. 步進(jìn)梁狀態(tài)檢測程序用于鎖定步進(jìn)梁的當(dāng)前運行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)危險急?；蛘咭驗椴僮髡哒`操作使步進(jìn)梁處于中間位置，傳感器不能檢測到信號的時候，只能復(fù)位到0位才能進(jìn)行正常操作。而有了運行狀態(tài)，步進(jìn)梁不需要復(fù)位到0位，也不會導(dǎo)致由于復(fù)位時候手動操作不慎可能帶來的危險。步進(jìn)梁的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)可以用來在MCGS畫面中模擬現(xiàn)場的動態(tài)運行畫面。
vi. 步進(jìn)梁手動程序用于在手動狀態(tài)下操作者進(jìn)行操作，及在自動操作模式下自動觸發(fā)信號產(chǎn)生的情況下能夠根據(jù)現(xiàn)場的需求控制步進(jìn)梁按照生產(chǎn)情況進(jìn)行相應(yīng)動作，滿足工藝生產(chǎn)要求。
vii. 步進(jìn)梁自動啟動程序用于在自動狀態(tài)下，滿足條件時候的自動觸發(fā)，如當(dāng)傳卷車把鋼卷傳輸?shù)讲竭M(jìn)梁入口端，步進(jìn)梁會自動將鋼卷舉升起來，然后控制傳卷車自動駛離步進(jìn)梁的安全區(qū)域，然后控制步進(jìn)梁自動將鋼卷向前傳輸一個工位。
viii. 比例閥曲線控制函數(shù)程序用于利用PLC系統(tǒng)的循環(huán)周期時間，控制模擬量輸出按照線性函數(shù)或正弦曲線函數(shù)關(guān)系來控制比例閥的輸出控制步進(jìn)梁的緩起緩?fù)?，既能夠保護(hù)設(shè)備的長久使用，同時MODBUS主站中，通過主站控制變頻器實現(xiàn)傳卷車的緩起緩?fù)：偷轿恢苿泳_定位的控制。
v. 步進(jìn)梁狀態(tài)檢測程序用于鎖定步進(jìn)梁的當(dāng)前運行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)危險急停或者因為操作者誤操作使步進(jìn)梁處于中間位置，傳感器不能檢測到信號的時候，只能復(fù)位到0位才能進(jìn)行正常操作。而有了運行狀態(tài)，步進(jìn)梁不需要復(fù)位到0位，也不會導(dǎo)致由于復(fù)位時候手動操作不慎可能帶來的危險。步進(jìn)梁的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)可以用來在MCGS畫面中模擬現(xiàn)場的動態(tài)運行畫面。
vi. 步進(jìn)梁手動程序用于在手動狀態(tài)下操作者進(jìn)行操作，及在自動操作模式下自動觸發(fā)信號產(chǎn)生的情況下能夠根據(jù)現(xiàn)場的需求控制步進(jìn)梁按照生產(chǎn)情況進(jìn)行相應(yīng)動作，滿足工藝生產(chǎn)要求。
vii. 步進(jìn)梁自動啟動程序用于在自動狀態(tài)下，滿足條件時候的自動觸發(fā)，如當(dāng)傳卷車把鋼卷傳輸?shù)讲竭M(jìn)梁入口端，步進(jìn)梁會自動將鋼卷舉升起來，然后控制傳卷車自動駛離步進(jìn)梁的安全區(qū)域，然后控制步進(jìn)梁自動將鋼卷向前傳輸一個工位。
viii. 比例閥曲線控制函數(shù)程序用于利用PLC系統(tǒng)的循環(huán)周期時間，控制模擬量輸出按照線性函數(shù)或正弦曲線函數(shù)關(guān)系來控制比例閥的輸出控制步進(jìn)梁的緩起緩?fù)?，既能夠保護(hù)設(shè)備的長久使用，同時避免由于到位直接停止，形成的沖擊造成可能存在的潛在危險。
四、結(jié)束語
在本作業(yè)線中充分利用A3的功能優(yōu)勢，實現(xiàn)高數(shù)計數(shù)、模擬量控制、RS485通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)认鄬?fù)雜的功能，充分發(fā)揮了A3的控制和通訊能力。本作業(yè)線是用于武鋼冷軋薄板廠新建電工鋼切邊分卷機(jī)組生產(chǎn)的成品卷包裝。A3控制的相關(guān)設(shè)備作為此條生產(chǎn)線的入口工藝設(shè)備，保證了系統(tǒng)可靠高效的運行，既可以滿足整體生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)要求，亦可以在簡包裝的情況下的重卷線的生產(chǎn)不受包裝線停產(chǎn)的影響。
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